L'edificio fu costruito nel '200 sulla sponda sinistra del fiume Arno, con la funzione di oratorio e rimaneggiato pesantemente nel '300. La chiesa fu realizzata in stile gotico pisano, per la quale fu utilizzato come materiale di costruzione il marmo bianco e grigio a fasce alterne, l'edificio termina con decorazioni a guglie ed edicole, ove è anche collocata una copia della statua della Madonna con Bambino di Nino Pisano (l'originale è custodita nel museo di San Matteo).

La facciata presenta due portali adornati da altrettanti archi che si intersecano in un pilastro sovrastato da un'edicola, la quale racchiude la statua della Madonna con bambino, attorniata da due angeli.

L'interno è ad unica navata la quale è separata dal presbiterio da tre arcate, nel tabernacolo è custodita la famosa reliquia della spina della corona di Cristo messo in croce. Purtroppo nel tempo la chiesa ha subito vari danni a causa dell'esondazione del fiume, per tale ragione durante il corso dell'800 fu smontata e ricostruita com'era nel luogo in cui si trova ora, poco più a monte.